http://fa.azadnegar.com/files/imagecache/news_image/images_130.jpg

سنگ پا نمونه یک سنگ متخلخل



تخلخل عبارت است از تمام خلل و فرج های موجود در رسوب یا سنگ که به دو صورت کل یا موثر بیان می شود. تخلخل کل (Total Porosity) شامل تمام منافذ موجود در رسوب یا سنگ است که از نسبت حجم حفره های موجود در سنگ به حجم کل سنگ بدست می آید و آن را به در صد بیان می کنند. تخلخل موثر یا مفید (Effective Porosity) شامل حفره های متصل به هم است که قادر است مایعات را از خود عبور دهد. این تخلخل از نسبت حجم حفره های متصل به هم به حجم کل سنگ بدست می آید. لازم به ذکر است که در سنگ حفره هایی وجود دارد که قادر نیستند مایعات را از خود عبور دهند. این حفره ها به نام تخلخل غیر مفید نامیده می شود و از تفاضل تخلخل مفید از تخلخل کل بدست می آید.

طبقه بندی تخلخل

تخلخل ها را بر مبنای مختلفی همچون اندازه حفره ها و زمان تشکیل آنها طبقه بندی می کنند. در طبقه بندی بر مبنای اندازه حفره ها ، تخلخل ها را به دو نوع ماکروسکوپی و میکروسکوپی تقسیم می کنند. در تقسیم بندی بر مبنای زمان تشکیل خلل و فرج موجود در سنگ یا رسوب ، تخلخل را به انواع اولیه و ثانویه تقسیم می کنند.

انواع تخلخل بر مبنای اندازه

تخلخل ماکروسکوپی

در این تخلخل قطر منافذ از ۸ میکرون بیشتر است. در این منافذ ، آب و مواد سیال دائما و به آسانی جریان پیدا می کنند و حرکت آنها تابع نیروی جاذبه می باشد. منافذ موجود در این نوع تخلخل در اثر انحلال مواد عملکرد فشارهای تکتونیکی و یا شکستگی های ناشی از خشک شدن سنگ و رسوب بوجود می آیند. در رسوب های آبرفتی و در سنگ های با قابلیت انحلال زیاد (مثل آهک) به فراوانی قابل مشاهده هستند. شکستگی های ناشی از عمل کوهزایی یا انحلال آهک و رسوبات تبخیری حفر ه ها و مجاری قابل عبور مواد سیال را فراهم می کنند. در نتیجه آب و نفت در آنها جریان پیدا می کنند. اگر طبقات بالا و پایین آن غیر قابل نفوذ باشند، مخازن بزرگ آب و نفت در چنین سنگ هایی حاصل می شود.

تخلخل میکروسکوپی

در تخلخل میکروسکوپی قطر منافذ کوچکتر از ۸ میکرون می باشد. در این منافذ آب و یا سایر سیالات به آسانی نمی توانند حرکت کنند. لذا در این نوع منافذ نیروی جاذبه در عبور و جریان مایعات موثر نیست و حرکت مایعات در این منافذ تابع قانون لوله های مویین می باشد. تخلخل میکروسکوپی در رسوبات رسی فراوان است. این رسوبات طبقات غیر قابل نفوذ هستند و آب را در منافذ کوچک خود جای داده و به زحمت آن را از دست می دهند. در واقع تخلخل موجود در رسوبات رسی از نوع غیر مفید بوده و منافذ و حفره های موجود در آنها به هم راه ندارند.

عوامل موثر در تخلخل اولیه

اندازه دانه

هر قدر اندازه دانه ها کاهش یابد، مقدار تخلخل زیاد ولی نفوذپذیری کم می شود. با افزایش اندازه دانه ها مقدار تخلخل مفید افزایش یافته و نفوذپذیری زیاد می گردد. زیرا در رسوبات دانه ریز ، مجاری متصل کننده حفره ها بسیار کوچک است و فشار مویینه زیاد در دیوارهای این مجاری مانع عبور مایعات می شود.

جور شدگی

هر قدر جورشدگی بهتر باشد تخلخل و نفوذ پذیری زیادتر خواهد بود، زیرا در سنگ هایی که دارای جورشدگی بد هستند ذرات دانه ریز یا ماتریکس بین دانه درشت را پر می کنند و تخلخل و نفوذ پذیری را کاهش می دهند.

شکل دانه ها

اگر دانه ها دارای گردشدگی و کرویت خوبی باشند، طرز قرار گرفتن آنها به نحوی است که نزدیکتر بهم قرار می گیرند (آرایش متراکم) و مقدار تخلخل و نفوذپذیری را کاهش می دهد. لذا دانه هایی که کمی زاویه دار باشند برای تخلخل اولیه بهتر می باشند.

فابریک

فابریک شامل جهت یافتگی و آرایش دانه ها می باشد. آرایش دانه ها در میزان تخلخل و نفوذپذیری موثر است. اگر دانه ها دارای آرایش مکعبی باشند مقدار تخلخل ۴۸% و اگر به صورت رمبوهدرال باشند در حدود ۲۶% می باشد. جهت یافتگی دانه های ماسه به سهولت عبور جریان مایعات یا به عبارت دیگر به میزان نفوذپذیری در داخل خلل و فرج تشکیل شده در رسوب یا سنگ کمک فراوانی می کند.

اثر فشار بر تخلخل

پس از پوشیده شدن رسوب بوسیله رسوب های بالایی تخلخل در اثر سخت شدن و تراکم کاهش می یابد. افزایش زمان عمل و دیاژنز و تراکم به عنوان عوامل اصلی کم کننده تخلخل می باشند. اثر فشار بر روی رسوبات رسی تاثیر زیادی گذاشته و میزان تخلخل اولیه در هنگام رسوبگذاری را به مقدار زیادی کاهش می دهد. رسوبات ماسه ای با تخلخل اولیه خیلی کمتری از رس ها ته نشین می شوند. ولی در اثر افزایش فشار و ایجاد تراکم ، تخلخل اولیه آنها کاهش چندانی نمی کند. در ماسه ها کاهش تخلخل در اثر پدیده سیمانی شدن و دیاژنز انجام می گیرد.

نفوذ پذیری

سهولت عبور جریان مایعات از داخل حفره های رسوب ها یا سنگ ها را نفوذ پذیری می نامند. مقدار نفوذپذیری به اندازه حفره ها ، غلظت مایع و نیروی کششی که با کاهش اندازه دانه ها کم می شود، بستگی دارد. در واقع عواملی که بر تخلخل اولیه موثرند، در میزان نفوذپذیری نیز موثر می باشند. نفوذ پذیری را معمولا با واحد دارسی بیان می کنند. یک دارسی عبارتست از نفوذ پذیری که در آن یک مایع با غلظت یک سانتیمتر در ثانیه تحت فشار یک اتمسفر بر سانتیمتر عبور کند. نفوذپذیری اغلب سنگ ها بطور کلی کمتر از یک دارسی می باشد.

تا اینجا برگرفته از : http://www.aftabir.com

از این جا به بعد خودم نوشتم:

به طور کلی هرگاه در یک سنگ فضاهایی خالی وجود داشته باشند که این فضاها در ارتباط با هم باشند (به هم راه داشته باشند) و آب بتواند از میان آن ها عبود کند و به تمامی نقاط سنگ برسد ، سنگ نفوذ پذیر است ! اما هرگاه این فضاهای خالی با هم ارتباط نداشته باشند سنگ نفوذ ناپذیر است.


هر سنگ نفوذ پذیری قطعا متخلخل است اما هر سنگ متخلخلی قطعا نفوذپذیر نیست ! به مثال تصویری زیر نگاه کنید:

http://www.co2crc.com.au/images/imagelibrary/stor_diag/permeability_media.jpg

رسوبات متخلخل و نفوذ پذیر (فضاها در ارتباط با هم)

http://fa.azadnegar.com/files/imagecache/news_image/images_130.jpg

سنگ پا متخلل ولی نفوذ ناپذیر(ارتباط ندارند)

http://www.lenjan.ir/Portals/0/takhalkhol1.jpg

مدلی از تخلخل و نفوذپذیری سنگ پا(اگر دقت کنید می بینید که فضا ها هیچگونه ارتباطی با یکدیگر ندارند !)